Wie wirksam sind organische Dünger? Drohnenaufnahmen und Chlorophyllgehalte geben erste Eindrücke

Erste Tendenzen für die unterschiedlichen Wirksamkeiten der Düngevarianten können sich bereits vor der Ernte abzeichnen. Daher wurde die Pflanzenentwicklung in regelmäßigen Abständen anhand von Drohnenaufnahmen und indirekten Chlorophyllmessungen mit einem N-Tester dokumentiert.

Auf der Versuchsstation der Landwirtschaftskammer Niedersachsen wurde im Frühjahr ein Parzellenversuch im Winterroggen angelegt. Dieser läuft im Rahmen der Projekte MuD SlurryUpgrade und MuD NIRS aus dem Fachbereich Landtechnik, Energie, Bauen, Immissionsschutz in Zusammenarbeit mit der Düngebehörde.

Die Zielsetzung des Versuchs besteht darin, Richtwerte für die Effizienz und somit die Wirksamkeit von unterschiedlichen organischen Düngemitteln zu ermitteln. Außerdem soll geprüft werden, ob Gülle durch eine Bestimmung der Nährstoffgehalte mit NIRS-Technik exakter ausgebracht werden kann.

Weitere Informationen zum Versuchsaufbau sind in Abbildung 2 dargestellt sowie unter: Wie wirksam sind organische Dünger? – Richtwerte ermitteln und Nährstoffeffizienz steigern! : Landwirtschaftskammer Niedersachsen (lwk-niedersachsen.de). 

Erste Tendenzen für die unterschiedlichen Wirksamkeiten der Düngevarianten können sich bereits vor der Ernte abzeichnen. Daher wurde die Pflanzenentwicklung in regelmäßigen Abständen anhand von Drohnenaufnahmen und Messungen mit einem N-Tester dokumentiert. Aufgrund der engen Korrelation zwischen der Grünfärbung der Pflanzen und deren Chlorophyllgehalt werden die Messwerte des N-Testers als Chlorophyllgehalte interpretiert und können Aufschluss über die Stickstoffversorgung der Pflanzen geben, da Stickstoff ein Hauptbestandteil von Chlorophyll ist und somit der Blattchlorophyllgehalt, die Photosyntheseleistung und der N-Gehalt in einem engen Zusammenhang stehen.

In Abbildung 1 sind die an den unterschiedlichen Vegetationszeitpunkten erhobenen Drohnenaufnahmen dargestellt. Dabei erfolgte die Ausbringung der unterschiedlichen Düngemittel am 01.03.2023.

Bereits ab der Aufnahme vom 06.04.23 wird der Einfluss der ausgebrachten Stickstoffmenge auf die Pflanzenentwicklung sichtbar. Es ist zu erkennen, dass sowohl stark gedüngte mineralische, organische und mineralische, als auch organische Varianten tendenziell am dunkelsten erscheinen. Außerdem unterscheiden sich die Varianten mit der flüssigen separierten Gülle augenscheinlich nicht von den Rohgüllevarianten. Im Gegensatz dazu heben sich die Varianten mit der festen separierten Gülle und die Nullvariante deutlich von den anderen ab, da die Pflanzen dieser Parzellen wesentlich heller und weniger stark entwickelt sind.

Die zusätzlich dazu mit einem N-Tester erhobenen Blattchlorophyllgehalte sind teilweise in Abbildung 3 dargestellt und bestätigen zunächst, dass eine dunkelgrüne Farbe der Pflanzen in der Regel mit einem hohen Blattchlorophyllgehalt einhergeht.

Zur besseren Veranschaulichung sind in Abbildung 4 die Verläufe der Blattchlorophyllgehalte von 4 charakteristischen Düngevarianten dargestellt.

Zunächst wird deutlich, dass wesentliche Unterschiede zwischen den Düngevarianten bestehen. Dabei weist die mineralische Düngung tendenziell höhere Chlorophyllgehalte auf.

Die Chlorophyllgehalte der Varianten mit separierter flüssiger Gülle liegen zu den späten Zeitpunkten leicht über denen der Rohgüllevariante. Das könnte auf den leicht höheren Ammoniumanteil der flüssigen Phase von ca. 75 Prozent zurückzuführen sein. Im Vergleich dazu liegt dieser Wert bei unseparierter Mastschweinegülle bei ca. 70 Prozent.

Demgegenüber fallen die Chlorophyllgehalte bei der festen Phase deutlich ab. Der Grund dafür könnte in der insgesamt geringeren N-Zufuhr liegen, da einerseits die Ausbringmenge durch die hohen P-Gehalte der festen Phase auf lediglich 60 kg N/ha begrenzt wird. Andererseits weist die feste Phase einen Anteil an Ammonium von lediglich 44 Prozent auf. Über die Hälfte des Stickstoffs der festen Phase liegt somit in organischer Form vor und muss zunächst mineralisiert werden bevor dieser pflanzenverfügbar wird.

Des Weiteren fällt bei der Betrachtung der Verläufe auf, dass die Chlorophyllgehalte bei allen Varianten über die Vegetation tendenziell abnehmen. Der Grund dafür könnte in der Nährstoffverlagerung von der Pflanze ins Korn infolge der beginnenden Abreife liegen.

In Tabelle 1 sind alle weiteren erhobenen Blattchlorophyllgehalte dargestellt.

Wie zu vermuten weist die Nullvariante (keine Düngung) die niedrigsten Chlorophyllgehalte an allen Terminen auf. Des Weiteren zeigt sich, dass eine Erhöhung der N-Zufuhr in der mineralischen N-Düngestaffel mit einem Anstieg der Chlorophyllwerte einhergeht.

Die Varianten "Gülle nach NIRS 120 Ges.-N" und "Gülle 120 Ges.-N" weisen durchgehend ähnliche Chlorophyllgehalte auf. Diese Ergebnisse sind naheliegend, da die mit dem NIRS-Sensor ermittelten Stickstoffgehalte in diesem Fall auf einem ähnlichen Niveau liegen wie bei der unmittelbar vor der Ausbringung durchgeführten Laboranalyse.

Auffallend ist jedoch, dass die Zugabe von 80 kg N in Form von KAS zu „Gülle 120 Ges.-N“ und „flüssige Phase 120 Ges.-N“ keinen deutlichen Anstieg der Blattchlorophyllgehalte mit sich bringt. Bei der Ernte wird sich zeigen, ob die zusätzlichen 80 kg N einen Einfluss auf den Ertrag und die Qualitätsparameter haben.

Da die Düngevariante der separierten festen Phase durchgehend die niedrigsten Chlorophyllgehalte aufweist,  ist nicht verwunderlich, dass die mineralische Zugabe von 80 kg N in diesem Fall zu einer deutlichen Steigerung der Chlorophyllwerte geführt hat.

Im Rahmen dieses Versuchs können bislang über die erhobenen Drohnenaufnahmen und Blattchlorophyllgehalte bereits deutlich vor der Ernte erste Tendenzen der Pflanzenentwicklung und damit der Wirksamkeiten der unterschiedlichen Düngevarianten aufgezeigt werden. 

Die hohe Wirksamkeit der mineralischen Düngung zeichnet sich durch dunkelgrüne Pflanzen und hohe Chlorophyllgehalte bereits kurz nach der Ausbringung ab.

Die Varianten mit separierter flüssiger Gülle, unseparierter Gülle und Gülle nach NIRS weisen bislang eine ähnliche Pflanzenentwicklung auf.

Im Vergleich dazu fällt die Variante mit der festen Phase der separierten Gülle deutlich ab, insbesondere wegen der geringeren Ausbringmenge und des geringeren Ammoniumanteils.

Die erhobenen Blattchlorophyllgehalte bestätigen die optischen Eindrücke aus den Drohnenaufnahmen. 

Allerdings kann eine endgültige Bewertung hinsichtlich der Wirksamkeit der unterschiedlichen Düngemittel mit Sicherheit erst nach der Ernte vorgenommen werden.

Die Modell- und Demonstrationsvorhaben MuD SlurryUpgrade und MuD NIRS werden von der BLE gefördert und haben die Zielsetzung, praxistaugliche Maßnahmen zur Steigerung der Nährstoffeffizienz von organischen Düngemitteln aufzuzeigen. Dabei liegt der Schwerpunkt in dem "MuD SlurryUpgrade" auf der Optimierung von Düngeeigenschaften durch die technische Aufbereitung und im "MuD NIRS" auf der Nährstoffermittlung in Echtzeit bei der Ausbringung.